PER UN MULTIVERSO STRINGATO

 

La teoria delle stringhe è un quadro teorico in fisica che propone che i costituenti fondamentali della natura non siano particelle, ma sorta di filamenti monodimensionali estremamente piccoli chiamati stringhe. Quello che le rende, diciamo così, operative e costitutive della materia e anche della non materia non e' la loro posizione o il loro movimento ma la loro vibrazione, una vibrazione sempre diversa come quella delle corde di un violino, che produce diversi suoni, diverse armonia di cui quella che a noi sta piu' a cuore e' l'armonia dell'intero universo.Questa idea venne in mente per la prima volta ad un giovanissimo fisico italiano Gabriele Veneziano nel lontano 1968 ed e' stata vista come possibile teoria di unificare i due pilastri principali della fisica moderna: la Meccanica Quantistica, che

descrive il comportamento della materia su scala molto ridotta, e la Relatività Generale, che spiega la gravità e la struttura su larga scala dello spaziotempo. Diciamo che gia' dagli anni settanta e di poi con l'introduzione delle teoria delle Super stringhe degli anni '90 (Witten, Susskind, Greene e anche Hackwing e Pensrose) la teoria delle stringhe è stata studiata come possibile candidato per una "teoria unificata del tutto. ”Nella fisica convenzionale, la materia è descritta utilizzando particelle di punta come elettroni e quark - Queste particelle sono trattate come fondamentali e prive di struttura all'interno del modello standard. Le forze sono mediate da altre particelle, come fotoni per l'elettromagnetismo e gluoni per l'interazione forte. Nella teoria delle stringhe, questo quadro è sostituito da una struttura più profonda: ogni particella è reinterpretata come una specifica modalità vibrazionale di una stringa fondamentale, le cui proprietà fisiche come massa, carica e spin nascono da come vibra la stringa piuttosto che da differenze intrinseche tra particelle separate. In tal senso le stringhe possono anche essere equiparate a corde che possono esistere in due forme principali: quelle aperte che hanno due punti di fine e sono spesso associate a particelle simili alla materia, con i loro fine punti talvolta attaccati ad oggetti di dimensioni più elevate conosciuti come brane, quelle chiuse che formano anelli continui e sono particolarmente importanti perché una delle loro modalità vibrazionali corrisponde al gravitone, l'ipotetica particella quantistica responsabile della gravità. Esistono diverse versioni matematicamente coerenti della teoria delle stringhe, conosciute collettivamente come teorie delle superstringhe di cui abbiamo fatto cenno all'inizio del presente articolo e che includono diverse formulazioni che variano in struttura e simmetria.

• La teoria delle stringhe di tipo I contiene sia stringhe aperte che chiuse e incorpora supersimmetria, una proposta di simmetria che collega materia e particelle di forza.

• La teoria delle stringhe di tipo IIA include solo stringhe chiuse ed è non-chirale, il che significa tratta simmetricamente le vibrazioni che si muovono a destra e sinistra.

• La teoria delle stringhe di tipo IIB contiene anche solo stringhe chiuse, ma è chirale, significa che le modalità di movimento a sinistra e a destra si comportano in modo diverso.

La teoria eterotica delle stringhe combina caratteristiche delle teorie bosoniche e supersimmetriche delle stringhe, esistenti in due versioni principali di simmetria: SO(32) ed E8×E8.

Queste diverse versioni sono ritenute correlate e possono rappresentare limiti diversi di una teoria più fondamentale che e' stata denominata dal fisico Witten M-TEORIA, che ipotizza che tutti i modelli di stringhe coerenti sono espressioni diverse di una singola teoria sottostante. Questa M-TEORIA introduce un'ulteriore dimensione spaziale, che porta a una struttura spaziotemporale a 11dimensioni ed estende il concetto di stringhe per includere oggetti di dimensioni più elevate chiamate brane, che generano stringhe a membrane di varie dimensioni. Nonostante la sua eleganza matematica, la teoria delle stringhe affronta diverse importanti limitazioni. Una limitazione importante è la mancanza di prove sperimentali. Previsioni come stringhe fondamentali, dimensioni extra spaziali e particelle supersimmetriche di partner non sono state osservate, soprattutto perché si verificano su scale energetiche ben oltre le attuali capacità sperimentali. Un altro problema è la limitata testabilità e la falsificabilità. Molte previsioni al momento non possono essere verificate o escluse sperimentalmente, sollevando preoccupazioni sul fatto che la teoria possa essere completamente testata utilizzando metodi scientifici. Un'ulteriore sfida è il "problema del paesaggio", dove la teoria permette un numero estremamente elevato di possibili soluzioni. Ogni soluzione corrisponde a un universo possibile diverso con leggi fisiche diverse, rendendo difficile spiegare perché il nostro universo possiede le sue particolari proprietà. La teoria dipende anche dalle dimensioni extra spaziali, che sono richieste per la coerenza matematica

ma non sono state osservate e devono essere compattificate in modi non determinati in modo univoco. Inoltre, molte formulazioni si basano sulla supersimmetria, ma nessuna particelle supersimmetriche è stata ancora rilevata negli esperimenti, ponendo vincoli su versioni più semplici della teoria.Infine, la teoria delle stringhe esiste in diverse forme matematicamente coerenti, come tipo I, tipo IIA, tipo IIB e teorie eterotiche, e una formulazione completamente unica che descrive definitivamente il nostro universo non è ancora stata stabilita.